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Spin Orbit Induced Stern-Gerlach Experiment in Semiconductor Nanostructures

Lundi 2 décembre 2013 10:00 - Duree : 1 heure
Lieu : Salle "Louis Weil" E424 - Institut Néel -bâtiment E, 3ème étage, CNRS Polygone scientifique, 25 rue des martyrs, 38000 Grenoble

Orateur : Pr Makoto KOHDA (Tohoku University, Japan)

Stern-Gerlach experiment is one of the most beautiful experiments to show the spatial separation of spin angular momentum. Spin-up and sp in-down angular momenta are accelerated opposite directions due to the spin dependent force caused by spatial modulation of external magnetic fields. Rashba spin-orbit interaction (SOI) induces an effective magnetic field, and thus the gate-controlled spin rotation was successfully demonstrated. Nevertheless, methods to create and detect spin polarization through the Rashba SOI have been still lacking. Here, I demonstrated electronic Stern-Gerlach experiment in a quantum point contact (QPC) by replacing the external magnetic field to the effective magnetic field induced by SOI [1]. An InGaAsP / InGaAs heterostructure with large Rashba SOI [2] was processed into trench-type QPCs with a top-gate electrode. In this SOI-coupled QPC, a spin-split conductance plateau is observed as 0.5(2e2/h) and spin polarization reaches 70% through the shot noise experiment. This achievement opens up a way to seamlessly integrate electrical spin generation, manipulation, and detection in a singl e semiconductor device without external magnetic field and magnetic materials. [1] M. Kohda et al., Nature Communications 3, 1082 (2012). [2] M. Kohda et al., Physical Review B 81, 115118 (2010).

Contact : florence.levy-bertrand@neel.cnrs.fr

Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (Institut Néel / MCBT)
Nature évènement : (Séminaire)
Site de l'évènement : Polygone scientifique

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